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1、 1 基于基于 BIM 吊裝工藝模擬方法的研究吊裝工藝模擬方法的研究 一、工程簡介及背景 在干熄焦技術推廣過程中，我公司承接了不少干熄焦工程項目的建設任務，在干熄焦施工方面積累了一些經驗，但也發現了一些問題，譬如干熄焦異形鋼構件，制作質量難易保證；大型構件或設備安裝及校正難度大；多專業，多系統交叉，使得施工成本投入大，利潤低等，同樣阻礙了干熄焦技術的推廣。圖 1 干熄焦工程圖 提升機是干熄焦系統的關鍵設備，運行于提升框架和干熄爐頂軌道上。豐城新高 140t/h 干熄焦工程位于江西省豐城市，是我公司首個 BIM 應用試點項目。本工程提升機配套 140t/h 干熄焦，全套設備重約 185t，額定起2、重量 59t，焦罐提升高度 35m，行程 12.33m，位于干熄焦本體框架+45.22m 軌道上，車輪跨距 12m。提升機由車架、起升機構、運行機構、機器房、吊具等組成。圖 2 提升機示意圖 2 二、小組簡介“烈火”QC 小組成立于 2011 年 3 月，小組成員秉承團結協作開拓創新的團隊精神，多項成果在行業和國家獲獎，被評為 2013、2014、2015 年度全國優秀質量管理小組稱號。小組及成員簡介 表1 制表人：吳旭 制表時間：2015 年 4 月 8 日 課題名稱課題名稱 基于基于 BIM 吊裝工藝模擬方法的研究吊裝工藝模擬方法的研究 課題類型課題類型 創新型 起止時間起止時間 20153、.042015.11 課題課題注冊號注冊號 JSZX-QC12 小組名稱小組名稱 再次再次注冊注冊時間時間 2015.4 小組注冊號小組注冊號 YYGYL-QC12 活動次活動次數數 每周 4 次 教育時間教育時間 人均 70 小時 小組人數小組人數 8 人 序號序號 姓名姓名 性別性別 文化程度文化程度 職職務務 組內職務組內職務 組內分工組內分工 1 女 研究生 技術中心主任 組長 策劃、協調、負責全組工作以及 QC 程序診斷指導 2 男 大專 技術中心科員 組員 3ds max、lumion 場景模擬 3 男 本科 技術中心科員 組員 吊裝分析及 tekla 模型創建 4 男 本科 技術4、中心科員 組員 吊裝分析及 tekla 模型創建 5 男 本科 技術中心科員 組員 Revit 模型創建及Navisworks 碰撞 6 男 本科 技術中心科員 組員 吊裝分析及 Revit 模型創建 7 男 本科 項目技術總工 組員 現場協調并協助實施 8 男 本科 項目經理 組員 現場協調并協助實施 3 三、選擇課題 1、選題理由 選題理由表 表2 選 題 理 由 一 傳統方案存在現場吊機站位場地受限、當地 500t 吊車資源稀缺等問題，不具備整體吊裝條件，需進行合理拆分，利用現場塔吊配合 220 噸吊機完成吊裝 圖 3 提升機散件圖 而現有技術提升機車架不論是整體吊裝還是分體吊裝，均采用5、了 300 噸以上的吊機，這種條件下的設備安裝，我們首次遇到。見下圖。圖 4 提升機吊裝 4 選 題 理 由 二 大型構件的吊裝工作，在干熄焦系統工程中比較常見，相對來說更有可能出現吊裝事故，因此對安全技術規范把握的準確性是提升吊裝安全性的關鍵。若不事前進行吊裝模擬，就難以精確定位吊車站位尺寸。小組成員翻閱建筑施工起重吊裝安全技術規范，吊車起重臂的最大仰角不得超過78，臂桿與安裝好的構件的水平距離，至少1 米，見下圖。圖 5 吊裝規范中規定安全距離 圖 6 吊機事故圖例 從圖中可以看出，大多吊機傾翻事故均由于違反操作規程，失去了平衡。一個直徑140 厘米，長4 米左右的水泥管將小吊車傾翻。5 6、選 題 理 由 三 根據吊機工況表制定提升機專項安全吊裝方案，于 3 月25 日送集團審批，但由于該方案不能體現出吊機主桿在運行旋轉時，是否會出現與干熄焦本體鋼架一側的吊車梁端部發生碰撞，致使方案遲遲無法獲批。下表為 220T 汽車式起重機主臂性能表（配重75 噸，支腿全伸，全方位作業）表 3 下圖為早期制定提升機專項安全吊裝方案，其二維CAD 圖不利于直觀表達，影響專家論證、現場交底的效率。圖7 吊裝安全專項方案 制表人：管安康、蔡亮、蘇毅 制表時間：2015 年 4 月 10 日 6 2、課題選定 圖 8 制圖人：夏春 制圖時間：2015 年 4 月 13 日 表4 制表人：吳旭、蘇毅 制7、表時間：2015 年 4 月 13 日 課題 1：帶激光測距的吊裝模擬裝置的研制 方 案 分 析 圖 9 帶激光測距的吊裝模擬裝置示意圖 本方案為采用固定在活動支架上的光束發射裝置，如激光筆，測距裝置等，光束發射裝置能旋轉模擬吊機起重臂的擺桿路徑，光束無限延長，距離大于吊裝的范圍，說明無碰撞，本裝置將吊機吊裝中容易出現卡桿的位置，通過檢測碰撞，調節吊桿碰撞測試儀的位置，精確定位。操作分析 1：操作原理類似經緯儀，能鎖定軸線與干熄焦中心軸重合，光束發射裝置在天色較暗的環境下使用更為清晰，還可以增加數字顯示功能，光束遇到障礙自動移動功能，自動水平功能等；操作分析 2：必須在需要做碰撞的構件安裝以后8、使用?？尚行苑治?公司有目鏡老化、精度不夠需要淘汰的測量儀器，更換激光筆、測距裝置，再通過本公司測量科檢測即可投入使用，費用經過咨詢，改造單一功能費用為 1500 元。特 點 優點：結構簡單，檢測碰撞快速，稍作培訓，施工人員都會操作。缺點：必須在需要做碰撞的構件安裝以后使用。帶激光測距的吊裝模擬裝置的研制 基于 BIM 吊裝工藝模擬方法的研究 課題選定 7 表5 制表人：吳旭、蔡亮 制表時間：2015 年 4 月 13 日 表 6 制表人：吳旭、蔡亮 制表時間：2015 年 4 月 13 日 課題 2：基于 BIM 吊裝工藝模擬方法的研究 方 案 分 析 本方案為基于 BIM 碰撞檢測的吊裝模9、擬方法，運用BIM 技術對吊機進行參數化，輔助吊機選型，確定吊機站位、吊裝路徑，并對吊裝全過程進行可視化模擬，最大程度上排除吊裝過程中的不確定性，為吊裝專項方案的論證和交底提供一種全新的方法。操作分析 1：全參數化吊機模型適合大多數類似工程；操作分析 2：能指導施工，可留存可視化資料。圖 10 基于 BIM 吊裝工藝模擬方法示意圖 可行性分析 將主桿最大仰角吊裝的運行軌跡與干熄焦本體鋼架吊車梁，進行碰撞測試，可精確得到安全距離的參考數據。特 點 優點：現有模型精度高，借助 BIM 軟件能夠準確分析模擬吊裝方案，可視化效果好，是對傳統方案論證和交底方法的突破。缺點：對軟硬件配置要求高，適合專業團10、隊操作。課題評價表 課題名稱 難易程度 操作性 精確性 經濟性 綜合分析 分析結論 1 帶激光測距的吊裝模擬裝置的研制 改造精密設備較為復雜，自己無法制作 操作簡單 精確度高 改造費用為1500 元 必須在需要做碰撞的構件安裝以后使用 不 采 用 2 基于 BIM吊裝工藝模擬方法的研究 本小組成員都經過 BIM培訓，可自行建模、分析 操作較為復雜 精確度高 軟件應用，不產生額外費用 吊機參數化，采用軟件碰撞檢測，適合很多類似吊裝工程，能保留可視化資料 采 用 8 基于上述選題理由和分析，為滿足大型設備或構建的安裝要求，為吊裝過程研發可靠的工藝模擬方法，小組成員一致認為此次活動的課題為：基于 B11、IM 吊裝工藝模擬方法的研究。通過網絡查新及同行業查新，未見有相同創新研究的報道。3、小組計劃進度表 QC 小組活動計劃進度表 表7 計劃進度：實際進度：制表人：祝澤龍 制表時間：2015 年 4 月 15 日 四、設定目標 1、目標設定 根據建筑施工起重吊裝安全技術規范，吊機主桿在運行旋轉時，與干熄焦本體鋼架一側的吊車梁端部保證安全距離 1 米。小組成員依據 220T 吊車性能表、相關的操作規程及結合現場實際情況準確得出吊機相關參數，確定了本次活動的目標是，研究大型構件吊裝模擬方法使吊機臂桿與安裝好的構件的水平距離=1 米。2、目標分析 1）我公司專門成立了 BIM 團隊，并配備了相應的軟硬12、件平臺。公司對創新非常支持，會提供許多材料資源；圖 11 BIM 團隊軟件平臺 圖 12 BIM 團隊硬件平臺及工作室 2）本工程是 BIM 技術應用試點工程，建有完整的 BIM 模型，其中干熄焦主體框架模型精度達到 LOD400，提升機模型精度 LOD100，能夠滿足分析模擬的要求；9 圖13 整合后完整項目模型 3）QC 小組成員結構包括技術中心主任、項目經理、技術總工、高級技師，參與設計制作的創新成果有 20 余項專利授權，QC 小組活動曾獲 2013、2014、2015年度全國優秀質量管理小組稱號。從以上 3 個方面得出，小組有信心實現本次 QC 活動研究課題目標。五、提出方案，確定最13、佳方案（一）.方案提出 根據方案評價選擇表，小組圍繞“基于 BIM 吊裝工藝模擬方法”展開討論，運用頭腦風暴法，對吊機參數化、桿長仰角、吊車站位、吊裝模擬等六大問題，進行充分討論，并將結果用系統圖整理如下：圖 14 制圖人：田紅云 制表時間：2015 年 4 月 22 日 10 表8 吊機參數化實現方法評價表 方案 名稱 Revit 3ds max 建模 在族編輯器中，通過拉伸，融合，旋轉，放樣等功能創建吊機實例模型，建立模型速度一般 專業的三維模型軟件，模型創建效率高 可視化 效果 外型的建立和材質顏色的表達，與機械實體區別較大，視覺體驗一般 模型外型，材質顏色與機械實體相近，視覺體驗較好 14、參數 設置 通過軟件中的參數設置功能，可以將長度和角度利用參數調整，使用較方便 沒有專門的參數化功能，通過將角度和長度轉換成畫面關鍵幀的方法可以進行參數化調整 動態 觀察 靜態效果的間斷變化展示 能生成序列圖片，進行伸桿仰桿動畫演示 圖示 說明 綜合 分析 優點：具有模型參數功能，設置參數比較方便。缺點：建模速度相對緩慢，模型外觀與真實吊機差異較大，可視化效果較差，不能進行連續動態觀察。優點：建立三維模型方便，速度相對較快，模型與實體機械外觀相近，可視化效果好，能進行動態觀察。缺點：沒有專門的參數化功能，需要對關鍵幀進行換算。分析 結論 不選 選擇 制表人：夏春、管安康 制表時間：2015 年15、 4 月 23 日 表9 吊機桿長仰角確定方法評價表 方案 名稱 逆推法 排除法 圖示 說明 方案 分析 以吊機吊裝中容易出現卡桿的位置，根據規范預留出安全距離。從主桿頂部到到構件左側 1m的點作射線，從而得知吊機吊裝過程中桿長和最大仰角。多角度測試起重臂與被吊物容易卡桿的位置距離，得出吊機吊裝中容易出現卡桿位置的最大安全范圍，參考其他標高和趴桿半徑的參數，確定最接近的仰角。11 綜合 分析 優點：兩點一線，能快速找到射線的仰角。缺點：沒有較大的參考范圍。優點：有一定的參考范圍。缺點：推敲過程較繁瑣。分析 結論 確定最大仰角，就是要找出最小安全距離的角度，要滿足吊裝，在干熄焦中心軸上，還需趴桿16、，將被吊構件往前移動。選擇 不選 制表人：田紅云、吳旭 制表時間：2015 年 4 月 28 日 表10 吊機站位實現方法評價表 方案 名稱 整體圓錐碰撞法 分瓣圓錐碰撞法 圖示 說明 方案 分析 以紅色錐體的錐段外邊緣為主桿最大仰角吊裝的運行軌跡，進行碰撞測試。將干熄焦框架和吊機擺桿路徑導入到 Navisworks 檢測吊機起重臂擺桿路徑與其他物體的碰撞，能快速獲得吊機站位的信息。將錐體分為多瓣，錐體的錐段外邊緣為主桿最大仰角吊裝的運行軌跡，進行碰撞測試。將干熄焦框架和吊機擺桿路徑導入到Navisworks檢測吊機起重臂擺桿路徑與其他物體的碰撞。綜合 分析 優點：整體碰撞，根據軟件提供的參數17、，調整吊機的站位半徑。缺點：不能確定吊機卡桿的具體角度 優點：碰撞點可精確到錐體的某一瓣，某一個角度。缺點：碰撞點數據多。分析 結論 整體圓錐碰撞法直接根據軟件提供的參數，在干熄焦中心軸線上進行位移調整吊機的站位半徑，對吊機擺桿時卡桿的角度信息可以忽略 選擇 不選 制表人：祝澤龍、管安康 制表時間：2015 年 5 月 7 日 表11 吊裝模擬方法評價表 方案 名稱 3ds max 動畫+渲染 3ds max 動畫+Lumion 渲染 Navisworks 動畫+渲染 建模 3ds max、revit、tekla 模型通用 3ds max、revit、tekla 模型通用 3ds max、re18、vit、tekla 模型通用 動畫 能完美創建吊裝動畫出序列圖 3ds max 將動畫采用 FBX 格式導入到Lumion，可繼承3ds max中位移、縮放、旋轉動畫，不繼承編輯多邊形、蒙皮動畫 其它軟件的模型動畫均不識別 環境 構建 需要使用大量的插件，才能構建出完美的動畫環境 自帶環境構建系統，構建環境像玩游戲一樣輕松 無內置環境，需由導入模型提前建立 材質 如使用線掃描，材質表達能力完備的材質庫，簡單易用 完備材質庫，需要導入模型后逐 12 有限 項重新附著區分，工作量大且復雜 照明 可構建照明系統，需要豐富的經驗及耐心 具有完美的太陽、天光系統，可創建夜景 系統照明，細節調整困難 渲染19、（10min為例）1 秒動畫為 25 幀畫面，線掃描平均1 幀耗時2 分鐘 10 分鐘動畫=25 幀60 秒10分鐘每幀耗時 2 分鐘=30000分鐘/60 分鐘/24 小時=20.83 天 1 秒動畫為 25 幀畫面，平均 1幀耗時10 秒 10 分鐘動畫=25 幀60 秒10分鐘每幀耗時 10 秒=150000秒/60 秒/60 分鐘/24 小時=1.74 天 1 秒動畫為 25 幀畫面，平均 1幀耗時1.86 秒 10 分鐘動畫=25 幀60 秒10分鐘每幀耗時 1.86 秒=27900秒/60 秒/60 分鐘=7.75 小時 全局光=渲染時間為線掃描的15 倍=20.83 天15=3120、2.45 天 運行 速度 模型量大會出現運行卡頓，300MB 模型運行時可能出現死機 1.5GB 模型運行比較流暢 輕量化，基本無卡頓現象 特效 后期 需使用After effects、繪聲繪影 不需要或很少用 不需要或很少用 綜合 分析 優點：單一軟件完成動畫與渲染，不存在兼容問題。缺點：環境建模插件多，不易掌握，渲染時間長，需要多臺電腦進行網格渲染才能縮短渲染時間，模型量不能過大，需分層渲染，采用專業軟件合成。優點：模型通用、可繼承動畫，自帶環境以及照明，渲染時間短，自帶特效合成功能。缺點：不繼承編輯多邊形、蒙皮動畫，常用的鋼絲繩長短變形手法無法使用。優點：單一軟件完成渲染，不存在兼容問題21、。缺點：模型需提前導入，動畫只能制作已有模型動作，無法實現吊車升桿起吊動畫。渲染時間長，渲染畫面單一。分析 結論 不選 選擇 不選 制表人：夏春、張星星 制表時間：2015 年 5 月 7 日（二）、確定最佳方案 針對各個流程的深入分析，小組確定了最佳工藝流程。圖 15 制圖人：田紅云 制圖時間：2015 年 5 月 8 日 13 六、制定對策 針對工藝流程每一步深入細化，使之具備可操作性，小組按 5W1H 方法制定以下對策表，見表-12：表 12 項目 對 策（What）目 標(Why)措 施(How)完成地點（Where）完成時間(When)負責人(Who)吊機參數化 利用3dsmax 軟22、件實現 “全參數驅動”吊車模型 1、首先利用 3ds max 軟件建立 1:1 吊機模型；2、關鍵幀轉化為吊機主桿長度參數；3、關鍵幀轉化為吊機仰桿角度參數；4、吊機伸桿、仰桿參數組合設置 BIM 工作室 2015.5.22.夏 春 管安康 吳 旭 桿長仰角 根據吊裝高度和安全距離，反向推導計算 確定主桿最大仰角以及對應主桿長度 1、根據吊裝作業安全規范和被吊物所處的高度位置，將吊機吊裝中容易出現卡桿的位置預留出安全距離；2、從吊繩頂部到構件左側 1m 的位置形成吊機主桿射線，從而得知吊機吊裝過程中最大仰角 BIM 工作室 2015.5.23 吳 旭 祝澤龍 吊機 站位 利用軟件進行吊機主桿的23、碰撞模擬檢查，確定站位 確保吊機擺桿時與干熄焦主體框架安全距離=1m 1、吊機在干熄焦中心軸線上進行初步位移調整；2、根據吊機起重臂的擺桿路徑制作錐體，錐體的錐段外邊緣為起重臂最大仰角吊裝的運行軌跡；3、將干熄焦框架和吊機擺桿路徑導入到 Navisworks 軟件中進行碰撞檢測；4、根據碰撞報告，精確調整滿足吊裝要求的吊機站位 BIM 工作室 2015.5.23 張星星 管安康 吊裝模擬 利用專業軟件進行場景渲染布置和吊裝動畫模擬 接近真實環境模擬吊裝過程 1、在 lumion 軟件中構建施工環境，及場地；2、在 3dsmax 軟件中，按吊裝施工步驟設定吊機伸桿、仰桿和擺桿的動畫；3、將 3d24、s max 動畫采用 FBX 格式導入到 Lumion 中，根據動畫進行漫游動畫的視點安排，完成吊裝模擬 BIM 工作室 2015.6.3 夏 春 田紅云 方案論證 BIM 分析模擬與傳統方案結合 專項方案通過率 100%BIM 技術對吊機選型、站位的分析及對吊裝全過程的模擬應用于吊裝方案的專家論證 集團 會議室 2015.6.5 夏 春 田紅云 14 方案交底 BIM 技術可視化功能輔助交底和跟蹤吊裝過程 現場管理人員全面熟悉吊裝方案，交底人數100%1、對項目部管理人員及班組負責人進行現場場地、吊機進場路線、站位等可視化交底；2、利用客戶端全程跟蹤吊裝的實施過程。項目現場 2015.6.225、8 夏 春 張星星 祝澤龍 檢測 BIM 模擬與實際實施進行對比 實際吊裝過程與模擬基本相符 1、BIM 技術對吊裝全過程的模擬與實際吊裝過程進行對比；2、BIM 分析模擬吊機站位與實際吊機站位對比 項目現場 2015.7.5 田紅云 蘇 毅 蔡 亮 制表：夏春、蘇毅 制表時間：2015 年 7 月 8 日 七、對策實施 實施 1：吊機參數化 目標：建立“全參數驅動”吊車模型 實施過程如下：1、首先利用 3ds max 軟件建立 1:1 吊機模型；圖 16 參數化設置軟件截圖 2、關鍵幀轉化為吊機主桿長度參數；圖 17 伸桿參數化 15 3、關鍵幀轉化為吊機仰桿角度參數；圖 18 仰桿參數化 26、4、吊機伸桿、仰桿參數組合設置 圖19 伸桿參數、仰桿參數組合設置 目標檢查一：吊車模型“全參數驅動”，吊機伸桿長度和仰角能“自動”變化。目標實現！實施 2：確定桿長仰角 目標：確定主桿最大仰角以及對應主桿長度 實施過程如下：1、根據吊裝作業安全規范和被吊物所處的高度位置，將吊機吊裝中容易出現卡桿的位置預留出安全距離；2、從吊繩頂部到構件左側 1m 的位置形成吊機主桿射線，從而得知吊機吊裝過程中最大仰角。圖 20 逆推法確定桿長仰角 16 目標檢查二：確定滿足吊裝要求的主桿最大仰角 75以及對應主桿長度 61 米。目標實現！實施 3：吊機站位 目標：通過軟件模擬，確保吊機擺桿時與干熄焦主體框架27、安全距離為 1m，確定吊機站位 實施過程如下：1、吊機在干熄焦中心軸線上進行初步位移調整；2、根據吊機起重臂的擺桿路徑制作錐體，錐體的錐段外邊緣為起重臂最大仰角吊裝的運行軌跡；3、將干熄焦框架和吊機擺桿路徑導入到 Navisworks 軟件中進行碰撞檢測；4、根據碰撞報告，精確調整滿足吊裝要求的吊機站位 圖21 吊機初步站位 圖 22 吊機最大仰角擺桿路徑 圖 23 碰撞檢測 17 圖 24 碰撞報告 目標檢查三：通過對主桿最大仰角時擺桿路徑進行模擬碰撞檢查，精確調整吊機的站位，確保吊機擺桿時與干熄焦主體框架安全距離等于 1m。目標實現！實施 4：吊裝模擬 目標：接近真實環境模擬吊裝過程 實施28、過程如下：1、在 lumion 軟件中構建施工環境及場地；2、在 3ds max 軟件中，按吊裝施工步驟設定吊機伸桿、仰桿和擺桿的動畫；3、將 3ds max 動畫采用 FBX 格式導入到 Lumion 中，根據動畫進行漫游動畫的視點安排，完成吊裝 圖 25 3ds max 設定吊機動畫 18 圖 26 Lumion 軟件動畫視點安排（一）圖 27 Lumion 軟件動畫視點安排（二）目標檢查四：將吊機行進、擺桿路徑動態呈現，確保吊裝動作連貫合理，進一步排除可能的碰撞點，模擬吊裝過程接近真實。目標實現！實施 5：方案論證 目標：專項方案通過率 100%19 實施過程如下：6 月 5 日，BIM29、 技術對吊機選型、站位的分析及對吊裝全過程的模擬應用于吊裝方案的專家論證。圖 28 專項方案論證會 圖 29 專家組論證報告 目標檢查五：5 位專家全票通過，通過率 100%。目標實現！實施 6：方案交底 目標：確保現場管理人員全面熟悉吊裝方案，交底人數 100%實施過程如下：1、對現場所有管理人員及班組負責人進行場地、吊機進場路線、站位等可視化交底。2、利用客戶端全程跟蹤吊裝的實施過程。圖 30 可視化交底及實時跟蹤圖 圖 31 交底記錄 20 目標檢查六：可視化交底便于理解和溝通，現場 10 位管理人員全部參加了交底會，并全部掌握吊裝要領。目標實現！實施 7：檢測 目標：實際吊裝過程與模擬30、基本相符 實施過程如下：1、BIM 技術對吊裝全過程的模擬與實際吊裝過程進行對比。2、BIM 分析模擬吊機站位與實際吊機站位對比。圖 32 BIM 模擬與實際吊裝對比 目標檢查七：經檢測，實際吊裝過程與模擬吊裝過程基本相符。目標實現！八.效果檢查 1、目標完成情況 2015 年 6 月，小組成員對干熄焦提升機車架吊裝運用了“基于 BIM 吊裝工藝模擬方法”進行模擬吊裝，其中碰撞檢查效果,在保證吊機吊裝過程中安全距離 1m 的前提下吊機站位應該由原坐標向遠離干熄爐方向移動 0.67m。以上為理論極限值，而實際吊裝施工過程中為確保安全吊機向遠離干熄爐方向移動 1m。圖 33 可視化模擬效果圖 2131、 2、經濟效益 表 13 序號 名稱 現有方案 傳統方案 比較差值 傳統方案-現有方案 1 220t 汽車吊 20000 元/臺班1 臺班=20000 元 20000 元/臺班2 臺班=40000 元 20000 元 2 測量員 150 元/天2 人2 天=600 元 150 元/天2 人3 天=900元 300 元 3 電 工 150 元/天1 人2 天=300 元 150 元/天1 人3 天=450元 150 元 4 鉗 工 300 元/天3 人1 天=900 元 300元/天3人2天=1800元 900 元 5 起重工 300 元/天2 人2 天=1200 元 300元/天2人3天=1832、00元 600 元 6 鉚 工 260 元/天2 人1 天=520 元 260 元/天2 人1 天=520元 0 元 7 電焊工 220 元/天2 人1 天=440 元 220 元/天2 人2 天=880元 440 元 8 小 工 120 元/天4 人2 天=960 元 120元/天4人3天=1440元 480 元 合計 24920 元 47790 元 22870 元 制表人：祝澤龍、蔡亮 制表時間：2015 年 8 月 25 日 基于 BIM 吊裝工藝模擬方法的成功運用，取得了顯著的經濟效益和社會效益。干熄焦工程施工難點在于工期緊、現場平面過小、設備安裝量大等問題。傳統方案吊裝前施工人員對于33、吊機站位無法提前確定，導致設備到貨、卸貨、存放場地與實際吊裝中吊機站位的距離過遠，直接導致后期出現設備二次倒運等問題，造成施工成本增加。現我們在施工開工前期準備階段，就運用 BIM 技術對本工程的重難點工序進行模擬，在模擬干熄焦吊裝工藝時，我方技術人員能準確預知吊裝時吊機的較為精確的站位，從而避免了后期在施工現場平面及各工序協調中出現的問題，比如設備進場后技術人員能提前根據吊裝吊機站位來確認卸貨地點，防止安裝時出現設備二次倒運等問題。可以直接避免經濟損失約 2.2870 萬元。（下圖 34 為公司財務部及甲方出具的證明材料）22 圖 34 公司財務部及甲方出具的證明材料 3、社會效益 基于 B34、IM 吊裝工藝模擬方法研究，運用 BIM 技術輔助吊機選型，確定吊機站位、吊裝路徑，最大程度上排除吊裝過程中的不確定性，在安全、可靠的前提下做到科學、經濟合理，降低了工程造價，節約了資源，降低了能耗，展現自主創新的能力，受到了監理和業主的高度評價。23 九.標準化 1、標準化(1)、通過小組成員的共同努力和認真總結，編寫了基于 BIM 吊裝工藝模擬方法應用指南，并于 2015 年 8 月 19 日以文件形式在公司范圍內推廣使用（爐字201587 號），為大型設備吊裝特別是吊機站位分析和安全方案的審核提供了寶貴經驗，有著較強的技術優勢。圖 35 基于 BIM 吊裝工藝模擬方法應用指南(2)、小組35、成員編寫的企業級科技成果 干熄焦施工過程中 BIM 技術研究與應用，于 2015 年 11 月 11 日在公司進行了評審答辯，評委對“基于 BIM 的吊機參數化技術”、“基于 BIM 確定桿長仰角的逆推法”和“基于 BIM 碰撞確定吊機站位技術”等多個創新技術非?？隙ǎ嶙h在集團內部推廣。圖 36 企業級科技成果專家評審答辯 24 (3)、申報國家專利：該方法申報了二項發明專利，均已獲得受理。圖 37 專利申請受理通知書 2、推廣應用(1)、BIM 技術在提升機吊裝模擬過程中成功應用之后，小組成員于 2015 年 8月 17 日又對重量為 53.5t 的鍋爐汽包吊裝過程進行了吊裝工藝模擬，通過36、 2 臺220t 吊機同時起吊，解決了本工程重點工序的項目難題，使安全方案順利通過了論證，取得了良好的效果。如圖 圖 38 汽包吊裝工藝模擬（一）25 圖 39 汽包吊裝工藝模擬（二）圖 40 汽包吊裝工藝模擬（三）26 (2)、2015 年 9 月 10 日，在聯峰鋼鐵 2#450m燒結機煙氣凈化系統工程中再次對系統核心設備大型煙氣管道采用相同技術進行工藝模擬，同樣取得了很好的效果。如圖 圖 41 大型煙氣管道吊裝工藝模擬 圖 42 大型煙氣管道實際施工圖 27 (3)、2015 年 9 月 2225 日，工業爐公司成功舉辦了第一期 BIM 技術培訓班，參加此次培訓的學員均為各項目部技術骨干37、。在開班儀式中，技術中心主任田紅云向大家介紹了 BIM 技術在吊機站位分析方面的應用成果，使 BIM 技術進行工程項目全生命周期管理的理念深入人心。圖 43 技術中心主任田紅云介紹相關應用成果 (4)、2015 年 10 月 30 日，本成果參加了中冶集團首屆 BIM 大賽的網絡遠程答辯，在工業單項應用小組中展示了良好的實力。圖 44 BIM 大賽網絡遠程答辯 28 (5)、2015 年 11 月 12 日，小組成員吳旭參加武漢科技大學的成果交流會。圖 45 參加武漢科技大學成果交流會 十.總結與今后打算 1、總結 通過開展創新型 QC 小組活動，小組成員運用科學方法、開拓思維，不僅增強了團隊38、的創新能力和凝聚力，還提高了團隊成員自信心和業務水平。綜合素質評價表 表 14 序號 評價內容 活動前（分）活動后（分）1 團隊精神 64 84 2 質量意識 72 95 3 管理水平 80 96 4 創新意識 68 85 5 QC 知識 80 90 6 技術水平 72 90 圖 46 自我評價雷達圖 制表：吳旭 制表時間：2015 年 11 月 15 日 制圖：吳旭 制圖時間：2015 年 11 月 15 日 2、今后打算 在今后的施工過程中，我們將繼續改進和創新施工工藝，將本次 QC 活動中積累的方法和經驗運用到其他類似工程當中。QC 小組下一個活動課題為“基于BIM 技術的熱風爐格子磚砌39、塊施工方法的研究”。29 附件：1、企業對小組活動的現場評審表；2、獲得2016 年全國冶金協會優秀質量管理小組證書。31 一、總體評價 該成果為創新性課題。小組針對豐城新高 140t/h 干熄焦工程施工過程中為滿足大型設備或構建的吊裝設備吊裝工藝模擬方法的問題展開活動，以期通過活動實現吊機主桿在運行旋轉時，與干熄焦本體鋼架一側的吊車梁端部保證安全距離 1 米，課題選擇有針對性。從成果內容來看，小組活動過程符合 PDCA 的 QC 小組活動程序要求，解決問題的思路比較清晰，活動過程敘述較詳細。通過此次 QC 小組活動，小組成員對干熄焦提升機車架吊裝運用了“基于 BIM 吊裝工藝模擬方法”進行模擬吊裝，實際吊裝施工過程中確保安全吊機向遠離干熄爐方向移動距離=1m，達到設定目標的要求，確保工程質量，取得可觀的經濟效益和社會效益，通過小組活動的研發成果得到了推廣和運用。二、不足之處 1、目標可行性分析缺少數據的統計為依據，無法判斷小組成員的創新能力能否勝任此次創新型課題活動。2、制定對策過程中，應對每條對策進行必要的目標量化，對策表中的措施語言較繁雜，建議分點、表述精簡。3、對策實施環節，未按照對策表中的措施進行逐條實施；實施過程運用統計工具較少，各項對策實施后的目標效果檢查缺少數據比對，文字性描述過多略顯空洞，缺乏數據統計工具的運用。32 4、效果檢查階段缺少必要的數據統計分析。